Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.

Obrázek týdne: Kvantový procesor Osprey s 433 qubity od IBM. Kredit: IBM

Kvantová fyzika

Čtyři časté mylné představy o kvantové fyzice je název velmi pěkného článku. A jaké se tam probírají? Kočka může být živá i mrtvá. ■ Jednoduché analogie mohou vysvětlit kvantové provázání. ■ Příroda není reálná a „nelokální“. ■ Nikdo nerozumí kvantové mechanice.

Kvantové počítače

Ve Finsku vzniknul první hybridní kvantový počítač. Finská Aalto University a VTT (finská obdoba akademie věd) propojili superpočítač LUMI a HELMI, 5-qubitový kvantový počítač od VTT. Cílem tohoto projektu je se učit vytvářet hybridní systémy. Tento hybridní kvantový počítač je pak přístupný vědcům, ale hlavně pro výukové účely (ono s 5 qubity moc vědy už dnes neuděláte). Jinak se jedná o projekt v rámci finské infrastruktury pro kvantové počítače (FiQCI).

Fujitsu vyvinulo své kvantově-HPC řešení pro optimalizace pracovní zátěže a je postavené na 39-qubitovém simulátoru a jejich superpočítači FUJITSU Supercomputer PRIMEHPC FX 700. A jedná se o kompletní řešení, kde řídící systém rozezná, co poběží na klasickém a co na kvantovém počítači, jaké budou nároky a optimalizace na základě požadovaného časového limitu, přesnosti a ceně. Tohle je cesta, jak připravit své Computing as a Service (CaaS) a v budoucnu tam pak jen dáte reálný kvantový počítač.

13 rizik, které přicházejí společně s kvantovými počítači. Některé jsou tak říkajíc samozřejmé, některé jsou více sofistikované a zrádné. Rozhodně dobré nad tím popřemýšlet. Avšak dnes stále nevíme, jak to bude ve skutečnosti vypadat.

Ti z vás, kteří jsou fanoušci Intelu, tak tady najdete pěkné shrnutí, na čem všem kvantovém Intel dělá.

Také tento týden proběhl IBM Quantum Summit, kde bylo i pár zajímavých oznámení. Tím největším je představení procesoru Osprey s 433 supravodivými qubity. Jedná se přechodový procesor, na kterém se otestují různé nové technologie potřebné pro větší kvantové procesory. Jednou z nich je nový typ efektivnější kabeláže cryoflex pro řízení procesoru. Odhad IBM je, že tato nová kabeláž poskytne až 70% navýšení hustoty kabelů a ve výsledku až pětinásobné zlevnění ceny za metr. Součástí je i nový řídící čip postavený na FPGA. V IBM cloudu by se měl objevit Osprey v Q1 2023. Qubity samotné u nyní představené verze R1 jsou pak podobné jako u předcházejícího modelu Eagle. Nicméně druhá revize R2 bude zahrnovat vylepšení testovaná na menších Falcon modelech včetně vylepšení doby koherence o faktor 2-3x. Tímto představením se IBM drží své roadmapy pro kvantové procesory. Dalším na řadě je Condor s 1 121 qubity příští rok.

Porovnání fyzické velikosti vlastního kvantového procesoru. Kredit: IBM
Nová kabeláž. Vlevo vidíme v podstatě jednotlivé koaxiální kabely. Naopak vpravo vidíme nový typ cryoflex kabeláže. Kredit: IBM.

A jsou tu další novinky od IBM. Další novinkou je dosažení nových hodnot Quantum Volume 512 pro 27-qubitový Falcon a desetinásobné vylepšení CLOPS. IBM také zapracovalo na potlačení a migraci kvantových chyb jak na hardwarové tak softwarové úrovni. Avšak ty softwarové mohou být velmi „hladové“. Proto IBM zavádí parametr Resilience Level, který má 4 úrovně od žádné korekce až po ty maximální. Další novinkou je, že již 18 kvantových procesorů podporuje dynamické kvantové obvody, tedy měření qubitů uprostřed kvantového obvodu. IBM také ukázalo, jak bude vypadat konfigurace uvnitř IBM Quantum System Two, tedy jejich kvantového počítače, který prodávají zákazníkům. Ten by měl jít ven v průběhu 2023.

Kvantový software a algoritmy

Nějaký ten měsíc zpátky jsem vás informoval ohledně průzkumu od Unitary Fund na téma Quantum Open Source Software. Tady najdete výsledky. Ale tady najdete i jen shrnutí: komunitu tvoří široká škála přispěvovatelů od profesionálů, studentů až po ty, pro které je to jen koníček ■ Celá čtvrtina přispěvovatelů je nějak zapojena do kvantových startupů ■ Dle zemí, největší zastoupení je z USA, pak Indie, UK, Kanada ■ Pro open source komunitu je nejoblíbenější platforma ta od IBM – Qiskit, pak následuje Cirq od Google či PennyLane od Xanadu ■ Dle očekávání je nejoblíbenější programovací jazyk Python následovaný C/C++, Mathematica a MATLAB.

Kvantové sítě

Blog AWS Center for Quantum Networking vydal pěkný článek, který představuje stručný úvod do kvantových sítí a opakovačů (repeaterů). Doporučuji jako čtení pro začátečníky i mírně pokročilé.

Kvantový byznys

Jak vypadá aktuálně žebříček TOP 10 firem s nejvíce patenty v oblasti kvantových počítačů najdete zde. Prvních pět jsou: IBM, Google, D-Wave, Microsoft a Northrop Grumman.

Spolupráci na téma použití kvantových počítačů pro materiálový výzkum oznámili IBM a Bosch.

Další spolupráci IBM oznámilo společně s Vodafone jak pro oblast kvantových počítačů tak i pro kvantově odolné šifrování.

Xanadu, které pracuje na fotonických kvantových počítačích, uzavřelo investiční kolo série C v hodnotě 100 milionů dolarů. Tímto se společnost oceňuje na hodnotu přes 1 bilion dolarů a stává se tedy z něj pověstný jednorožec (anglicky unicorn či qunicorn?).

D-Wave zveřejnilo své výsledky za Q3. Pořád jsou v mínusu, nicméně důležité je, že jejich příjmy stále rostou. D-Wave má 105 zákazníků z nichž 63 je platících.